水質(zhì)工程學課程設計報告.doc

1、.課程設計題目：市凈水廠工藝設計學院：市政與環(huán)境工程專業(yè)：給水排水工程姓名：孔朋月學號：024213106指導老師：肖曉存完成時間：2014 年6月20 日Word 文檔.Word 文檔.前言實習很快結(jié)束了， 沒有失望， 這次實習讓我了解、 認識學到了很多課本上沒有的知識。這種結(jié)合日常生活，聯(lián)系課本知識，與生活環(huán)境掛鉤學習，讓大家都認識到了本專業(yè)的重要性。課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，是我們邁向社會， 從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。 我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步， 就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。此次課程設計， 一方面讓我對專業(yè)課有了新的

2、認識， 另一方面也讓我提起來是對專業(yè)課的興趣， 也讓我認識到了水資源的重要性和保護環(huán)境的必要性。 專業(yè)方面，針對給水設備、 給水處理工藝流程展開了討論， 進行了一次又一次的有目的的實習。非常感指導老師對我們的指導和耐心解答。 實習容有敘述不到位的地方，也請老師們能指出并給予建議和意見。Word 文檔.PrefacePractice soon ended, not disappointed, this internship, let me know, knowledge learned without a lot of textbook knowledge. This combination o

3、f daily life, with the textbook knowledge, learning and living environment of hook, let us recognize the importance of the professional. Curriculum design is our professional curriculum knowledge comprehensive application of practice, as we move towards society, occupation before a most necessary pr

4、ocess. Through the curriculum design, I deeply appreciate the true meaning of the ancient wisdom. Im serious curriculum design today, stand on solid ground to take this step, it is robust to run and lay a solid foundation in the trend of the society for tomorrow.The curriculum design, on one hand, l

5、et me have a new understanding of the professional course, on the other hand, let me put up interest in professional course, also let me realize the necessity and the importance of water resources and Protect environment. Professional, the process of water supply equipment, water treatment were disc

6、ussed, were once again to practice. Thank a teacher to our guidance and patience to answer. Practice contents are described not in place, also please the teacher can point and give suggestions and comments.Word 文檔.目 錄1、水廠設計資料及設計原則 .11.1設計題目 .11.2設計基礎資料 .11.3設計容 .11.4設計成果及要求 .12、水廠規(guī)模的確定 .33、總體設計.43.1

7、凈水廠工藝流程的確定 .43.2處理構(gòu)筑物及設備型式選擇.43.2.1藥劑溶解池 .43.2.2混合設備 .53.2.3反應池 .53.2.4沉淀池 .53.2.5濾池 .63.2.6消毒方法 .64、混凝沉淀.84.1混凝劑投配設備的設計 .84.1.1溶液池 .84.1.2溶解池 .94.1.3投藥管 .104.1.4藥劑倉庫的設計計算 .10Word 文檔.4.1.5加藥間 .104.2混合設備的設計 .104.2.1設計流量 .114.2.2設計流速 .114.2.3混合單元格 .114.2.4混合時間 .114.2.5水頭損失 .114.2.6校核 GT 值 .114.3 反應設備的

8、設計 .114.3.1設計流量 .114.3.2設計總?cè)莘e .124.3.3絮凝池分池容積 .124.3.4實際流速 .124.3.5水頭損失 .134.3.6校核 GT 值 .154.4沉淀池設計 .154.4.1設計流量 .154.4.2沉淀池面積 .154.4.3池體高度 .164.4.4復核管雷諾數(shù)及沉淀時間 .164.4.5配水槽 .164.4.6集水系統(tǒng) .17Word 文檔.5、過濾.195.1濾池面積及尺寸 .195.2濾池高度 .195.3配水系統(tǒng) .195.4洗砂排水槽 .215.5濾池各種管渠計算 .215.5.1 進水管渠的計算 .225.5.2沖洗水設計 .225.5

9、.3清水渠設計 .225.5.4排水管渠的計算 .225.5.6沖洗水箱 .226、消毒.246.1 設計計算 .246.2氯瓶 .247、其他設計 .257.1清水池的設計 .257.1.1平面尺寸 .257.1.2管道系統(tǒng) .257.2吸水井的設計 .277.3二級泵站 .278、水廠高程布置 .288.1 高程布置 .28Word 文檔.8.2 高程計算288.3 水廠自動化控制要求289、心得體會31參考文獻33Word 文檔.1、水廠設計資料及設計原則1.1 設計題目市凈水廠工藝設計1.2 設計基礎資料1、城市用水量64000 m3/d 。2、廠址區(qū)水文地質(zhì)資料廠址區(qū)土質(zhì)為亞粘土，冰

10、凍深度 -0.3m ，地下水位為 -6m ，年降水量 1500 mm ，年最高氣溫 38.5 ，最低氣溫 -10，年平均氣溫20 ，主導風向自定。3、廠址區(qū)地形資料廠址區(qū)地形平坦，地面標高148.00m 。4、水源資料水源為地面水源，水量充沛；河流最高水位145m，最低水位136m，常水位 140m。水質(zhì)符合飲用水源的水質(zhì)標準，濁度100 度。1.3 設計容1、確定凈水廠設計規(guī)模2、工藝流程選擇；3、水處理構(gòu)筑物選型及工藝設計計算；4、平面布置，繪制水廠總平面布置圖；5、進行水力計算與高程布置計算，繪制高程布置圖。1.4 設計成果及要求設計說明書 1 份；圖紙 2 。1、設計說明書Word 文

11、檔.3-5 萬字， 300 字左右的摘要要有中英文對照。容包括：摘要（前言）；目錄；概述（簡單說明設計任務、設計依據(jù)、設計資料等）；處理流程闡述；構(gòu)筑物的設計計算；平面布置說明；高程布置計算；設計中需要說明的問題。設計說明書應有封面、 前言、目錄、正文、小結(jié)及參考文獻。 包括設計依據(jù)、設計基礎資料、 水廠規(guī)模確定、 工藝流程選擇方案、 各處理構(gòu)筑物的選型及設計計算、總體布置說明等。應包括設計中的闡述說明及計算成果，應簡明扼要、文理通順、段落分明、字跡清晰工整，容應系統(tǒng)完整，計算正確，草圖和表格不得徒手草繪，圖中各符號應有文字說明，線條清晰，大小合適，裝訂整齊。2、設計圖紙容包括：水廠平面布置圖

12、 （比例 1:500-1:1000 ）。圖中應表示出各構(gòu)筑物平面坐標，圖左下角為零坐標；輔助建筑物位置；廠區(qū)道路、綠化等，還應有管線圖例，構(gòu)筑物一覽表。高程布置圖（橫向比例1:500-1:1000 ，縱向比例1:50-1:200 ）。圖中應標出各構(gòu)筑物的頂、底、水面、連接管渠標高、地面標高。上述圖紙應注明圖名及比例， 圖中文字一律用仿宋字體書寫，圖中線條應粗細主次分明， 圖紙一律用 2 號圖，圖右下角留出標題欄。 設計圖紙應基本達到技術（擴大初步）設計深度，準確地表達設計意圖；圖面力求布置合理、正確、清晰、比例合適，符合工程制圖要求及有關規(guī)定。Word 文檔.2、水廠規(guī)模的確定設計計算得用水水

13、量為64000m 3 /d ，水廠自用水量按5% 計算，則水廠自用水量為： Q=64000 1.05=67200m 3 /d 。根據(jù)水廠設計水量1 萬 5 萬 m3/d 小型水廠，5 萬 10m3 /d 萬為中型水廠，10 萬 m 3/d 以上為大型水廠的標準可知水廠為中型水廠。Word 文檔.3、總體設計3.1 凈水廠工藝流程的確定根據(jù)地面水環(huán)境質(zhì)量標準 （GB 3838 88），原水水質(zhì)符合地面水類水質(zhì)標準，綜合分析后確定工藝流程如下圖所示：混凝劑消毒劑原水混合回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池斜管沉淀池普通快濾池清水池二級泵站用戶圖 1水處理工藝流程3.2 處理構(gòu)筑物及設備型式選擇3.2.1 藥劑溶解池設

14、計藥劑溶解池時， 為便于投置藥劑， 溶解池的設計高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02 ，池底應有直徑不小于100mm 的排渣管， 池壁需設超高，防止攪拌溶液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性， 所以盛放藥液的池子和管道及配件都應采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小， 可用耐酸土缸作溶解池。Word 文檔.投藥設備采用計量泵投加的方式。采用計量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計量設備，泵上有計量標志，可通過改變計量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。3.2.2混合設備根據(jù)

15、快速混合的原理， 實際生產(chǎn)中設計開發(fā)了各種各樣的混合設施，主要可以分為以下四類：水力混合、水泵混合、管式混合和機械混合。在本次設計采用管式混合器對藥劑與水進行混合。管式混合是利用原水泵后到絮凝反映設施之間的這一段壓水管使藥劑和原水混合的一種混合設施。主要原理是在管道中增加一些各種結(jié)構(gòu)的能改變水流水力條件的附件，從而產(chǎn)生不同的效果。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投資高；水泵混合設備復雜，管理麻煩，機械攪拌混合耗能大，管理復雜，相比之下，管式混合具有占地極小、投資省、設備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。管式混合器采用管式靜態(tài)混合器。3.2.3反應池反應作用在于使凝聚微粒通

16、過絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有網(wǎng)格（柵條）絮凝、折板絮凝和波紋板絮凝。這三種形式的絮凝池在大、中型水廠中均有使用，都具有絮凝效果好、水頭損失小、絮凝時間短、投資小、便于管理等優(yōu)點，并且都能達到良好的絮凝條件。 回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池的構(gòu)造簡單， 管理方便，效果較好，因此，選用往復式隔板絮凝池。3.2.4沉淀池Word 文檔.原水經(jīng)投藥、 混合與絮凝后， 水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。設計采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應性強、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點

17、，但是，平流式占地面積大。而且斜管沉淀池因采用斜管組件，使沉淀效率大大提高， 處理效果比平流沉淀池要好。3.2.5濾池采用擁有成熟運轉(zhuǎn)經(jīng)驗的普通快濾池。它的優(yōu)點是采用砂濾料， 材料易得，價格便宜；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可較大；變速過濾，較一般的快濾池減少了閥門數(shù)量， 操作方便效果好。 虹吸濾池池深比普快濾池大，沖洗強度受其余幾格濾池的過濾水量影響， 沖洗效果不如普通快濾池穩(wěn)定。故而以普通快濾池作為過濾處理構(gòu)筑物。水廠的過濾設施， 往往集中在一個建筑物， 稱為快濾池或濾站。使用普通快濾池的濾站，其主要設施有下列五個部分組成：（1）濾池本體對普通快濾池來說主要由進水管渠、排水槽、過濾介質(zhì)（濾

18、料層）、過濾介質(zhì)承托層、配（排）水系統(tǒng)等部分組成。（2）管廊其中主要有設置五種管渠和閘門：渾水進水、清水出水、沖洗進水、沖洗排水、初濾排水以及一次檢測指示儀表等。（3）控制室其位置常設在濾池管廊上部的上層，是值班人員進行操作和巡視的地方，放有控制臺和二次監(jiān)測指示儀表等。（4）沖洗設備沖洗水渠或水塔及輔助沖洗設施等。3.2.6消毒方法水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序，其目的在于殺滅水Word 文檔.中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。采用被廣泛應用的液氯消毒，液氯消毒的加氯過程操作簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯， 消毒能力較氯強

19、而且能在管網(wǎng)中保持很長時間， 但是由于二氧化氯價格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國目前在凈水處理方面應用尚不多。Word 文檔.4、混凝沉淀水質(zhì)的混凝處理，是向水中加入混凝劑（或絮凝劑），通過混凝劑水解產(chǎn)物壓縮膠體顆粒的擴散層， 達到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結(jié)； 或者通過混凝劑的水解和縮聚反應而形成的高聚物的強烈吸附架橋作用，使膠粒被吸附粘結(jié)。圖 1 濕投法混凝處理工藝流程4.1 混凝劑投配設備的設計4.1.1 溶液池溶液池投加藥劑以計量泵為投加設備，該種方法進行投加藥品可以利用變頻泵做到用藥量上的精確控制。池周圍有工作臺， 底部設有放空管。 必要時設溢流裝置。溶液池容積按下式計算：aQW 2=4

20、17cn3式中W 2 溶液池容積， m ；Word 文檔.Q 處理水量， m3 / h ；a混凝劑最大投加量， mg/L；c溶液濃度，取10%；n每日調(diào)制次數(shù)，取n 2。aQ6064000 1.05代入公式得： W 2 =20.1 （考慮水廠的自用水量 5%）溶液池設置兩個，每個容積為W 1， 以便交替使用，保證連續(xù)投藥。取有效水深 H 11.2m，總深 H H 1+H 2+H 3 1.2+0.3+0.2 1.7m。H 2 為超高，取 0.3m ，H 3 為貯渣深度，取0.2m 。溶液池取矩形，尺寸為長寬高4.5m 3m 1.7m22.95m 3，則溶液池實際容積為 22.95m 3池旁設工作

21、臺， 寬 1.01.5m ，池底坡度為 0.02 。底部設置 DN100mm 放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管， 池壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理。沿地面接入藥劑稀釋用給水管 DN80mm一條，于兩池分設放水閥門，按1h 放滿考慮。4.1.2 溶解池溶解池容積W 10.3 W 實 0.3 22.95 6.89 m 3溶解池取形，有效水深H 11.0m ，則面積 F W 1/H 1，即邊長 a F1/2 2.6m ；溶解池深度 H H 1+H 2 +H 31+0.3+0.1 1.4m，其中 H 2 為超高，設為 0.3m ；H 3 為貯渣深度，取0.1m。溶解池形狀為矩形，則其尺寸為：長寬高2.6 2.6

22、 1.4 9.46 m 3。溶解池設為兩個，一用一備。Word 文檔.溶解池放水時間為 15 分鐘，則放水量為：W1 6.891000q607.7L / s60t15查水力計算表得放水管管徑d 0=100mm ，相應流速為1.0m/s ，溶解池底部設管徑 d=100mm的排渣管一根。4.1.3 投藥管投藥管流量：q W21000 22.95 2 1000 0.53L/s246060246060查水力計算表得投藥管管徑為50mm ，相應流速為 0.26m/s 。4.1.4 藥劑倉庫的設計計算混合劑為聚合氯化鋁， 每袋質(zhì)量為 25kg，每袋規(guī)格為 0.5m 0.25m 0.2m最大投加量為60mg

23、/L ，水廠設計水量為： 67200m/d 2800m/h ，藥劑堆放高度 1.5m，藥劑儲存期為 30d ，則聚合氯化鋁的袋數(shù)為： N Q24nt 2428006030 4838.4袋；1000w100025藥劑堆放面積為：A NV4838.40.50.250.2，取為H (11.5 （10.2） 100.8e)105m2 ，設倉庫尺寸為 10.5m 10m 。4.1.5 加藥間加藥間包括兩個溶液池、兩個溶解池和一個藥劑倉庫。則其面積為：13.52+6.76 2+10.5 10145.52m 2考慮過道和預留面積滿足要求的長寬選擇為：長17m，寬 12m。4.2 混合設備的設計管式靜態(tài)混合器

24、是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實行瞬間混合的理想設備：具有高效混合、節(jié)約用藥、設備小等特點，它是有二個一組的混合單元件組成，在不需外動力情況下， 水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達90-95% 。Word 文檔.4.2.1 設計流量Q 1.0564000 0.78m 3/s2436004.2.2設計流速靜態(tài)混合器設在絮凝池進水管中，設計流速1.1m/s，則管徑為D=0.784 0.95 m3.141.1采用 D=1000mm，則實際流速為 v=0.99m/s4.2.3混合單元格由 N 2.36v -0.5 D-0.3 2.36 10.3 /0.99 0.5 2.

25、37取 N 3 ，則管式靜態(tài)混合器長度為：L 1.1ND1.131 3.3m4.2.4混合時間TL/v 3.3/0.99 3.33s4.2.5水頭損失h= v 2N（ 1.43）（ v2) N1.430.99 23 0.212gD 0.42 g10.42 9.84.2.6校核 GT 值G=h9800 0.21736.29s 1 ( 700 1000s -1)T1.14 3.33 10 3GT=736.293.33 2451.85( 2000, 符合水力要求 )4.3 反應設備的設計根據(jù)常用絮凝池的特點、 本設計相關資料和類似水廠的工藝特點，經(jīng)綜合比較選用往復式隔板絮凝池較合適。4.3.1 設計

26、流量Word 文檔.Q=64000 1.052800m3 / h 0.78m3 / s244.3.2設計總?cè)莘eW=W 總?cè)莘e（ m3 ）；Q 設計流量（ m3 /h ）；QT60T反應時間（ min ），取 T=20min ，則代入公式得： W=280020 933.33m3604.3.3絮凝池分池容積由于總?cè)莘e為 933.33m 3 ，所以可設兩個絮凝池，即n=2 。絮凝池寬度按沉淀池寬度取為B=11.1m，有效水深采用H=1.5m ，超高 0.3m 。得出絮凝池凈面積：F= W933.33311.11m3 ，取凈面積 F=312m 3nH12 1.54.3.4實際流速由 F=312m 3

27、可得絮凝池長度為： L =F31222.2m ，隔板間距根據(jù)廊B14.1道流速不同分為四檔，則各擋板間距：Qai=3600nvi Hai擋板間距 m；H 有效水深， m；vi 第i 檔廊道流速，分別取v1=0.5m/s ， v 2=0.4m/s ， v3=0.3m/s ，v4=0.2m/s ，則第一檔隔板間距為：Q2800a10.519m ；3600nv1H3600 2 0.5 1.5Word 文檔.同理可得：aQ28000.648m；236002 0.41.53600nv 2 HaQ28000.864m；336002 0.31.53600nv3 HaQ28001.296m；436002 0.

28、21.53600nv 4 H取 a1 0.5m， a20.6m， a30.8m， a41.2m ， 則 實 際 流 速 分 別 為 ：；0.216m / s.v1 0.519m/ s v20.432m / s v30.324m / s v4每一種間隔取 3 條，則廊道總數(shù)為12 條，水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)為 11次。則池子長度（隔板間凈間距之和） ：L3 (a1 a2a3 a4 ) 3 (0.50.60.8 1.2)9.3m隔板厚度 0.2m ，絮凝池總長度為： L= L(12 1)0.2 11.5m4.3.5水頭損失按廊道不同流速分成四段，分別計算水頭損失。第一段：Riai H；2HaiRi第 i 段廊道水力半徑；ai廊道間距， m ；H 水深， m；a1H0.51.50.2